WO2003046227A1 - Method for separating xylose from lignocelluloses rich in xylan, in particular wood - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a method for separating xylose from lignocelluloses rich in xylan, in particular wood and for obtaining cellulose. Said method is characterised by the steps: (1) pretreatment of chips by the mechanical destruction of their original structure, (2) impregnation of the obtained wood weight with a diluted mineral acid, (3) prehydrolysis of the modified wood weight that has been obtained by the action of water vapour at a raised temperature, in order to hydrolyse the hemicelluloses obtained, and (4) removal of the hemicelluloses from the residual cellulose by washing, filtration and/or centrifugation to obtain a solution rich in xylose. The combination of inventive steps allows high α-cellulose concentrations to be obtained with extremely low xylose fractions, i.e. highly pure chemical cellulose qualities, whilst at the same time a near quantitative separation of the valuable xylose can be achieved.

Description

Verfahren zum Abtrennen von Xylose aus xylanreichen Lignocellulosen, insbesondere Holz Process for separating xylose from xylan-rich lignocelluloses, especially wood
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Xylose aus xylanreichen Lignocellulosen, insbesondere Holz, sowie zum Gewinnen von Zellstoff.The invention relates to a process for separating xylose from xylan-rich lignocelluloses, in particular wood, and for obtaining pulp.
Für die industrielle Verwertung von Holz muss dieser natürliche Verbundstoff aus der Gerüstsubstanz in Form von zu langen und festen Fibrillen verdrillten Celluloseketten und dem als schützende Ummantelung wirkenden hydrophoben Lignin zerstört werden, um diese Bestandteile dann im sogenannten Holzaufschluss voneinander zu- trennen. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Holzes sind die Hemicellulosen (Polyosen). Meist wird dabei die Gewinnung von mehr oder weniger reiner Cellulose angestrebt, wobei die anderen Bestandteile Lignin und Hemicellulosen, meist in abgebauter Form, nur alsFor the industrial utilization of wood, this natural composite of the framework substance in the form of cellulose chains twisted to long and solid fibrils and the hydrophobic lignin acting as a protective covering must be destroyed in order to then separate these components from one another in what is known as wood digestion. Another essential part of the wood are the hemicelluloses (polyoses). The aim is mostly to obtain more or less pure cellulose, with the other constituents lignin and hemicelluloses, mostly in degraded form, only as
Nebenprodukte anfallen.By-products are incurred.
Man unterscheidet bei Zellstoffen zwischen Papierzellstoff, der neben dem Hauptbestandteil α-Cellulose bis zu 25% Hemicellulose enthalten kann, und höherwertigemIn the case of cellulose, a distinction is made between paper cellulose, which in addition to the main constituent α-cellulose can contain up to 25% hemicellulose, and higher quality
"V. Chemiezellstoff mit einem α-Celluloseanteil von über 90%, dessen Anteil an Hemicellulose einige Prozent nicht überschreiten sollte. Bekanntermaßen stellt Chemiezellstoff einen der wichtigsten Kostenfaktoren bei der Produktion von Celluloseacetat, Filtertow und anderen hochwertigen Celluloseprodukten dar. " V. Chemical pulp with an α-cellulose content of over 90%, the proportion of hemicellulose should not exceed a few percent. As is known, chemical pulp is one of the most important cost factors in the production of cellulose acetate, filter tow and other high-quality cellulose products.
Zur Herstellung solcher Chemiezellstoffe aus Holz oder vergleichbarer Biomasse ist neben dem Entfernen des Lignins daher auch ein möglichst weitgehendes Abtremien der Hemicellulosen notwendig. Hierbei gewinnen die Hemicellulosen aufgrund ihrer Verwendungsmöglichkeiten zunehmend an Bedeutung.To produce such chemical pulps from wood or comparable biomass, besides removing the lignin, it is also necessary to remove the hemicelluloses as far as possible. The hemicelluloses are becoming increasingly important due to their possible uses.
Es sind im Stand der Technik zahlreiche Verfahren zum chemischen Abbau und Entfernen von Xylose aus Holz entwickelt worden. Ein klassisches Verfahren zum Entfernen von Xylose bedient sich einer sauren Vorhydrolyse, die in der Praxis entweder mit verdünnter Schwefelsäure in einer Konzentration von 0,1 bis 0,5%o und einer Temperatur von 90 bis 140°C oder in reinem Wasser bei einer Temperatur von 165 bis 175°C durchgeführt wird (H. Sixta, G. Schild und Th. Baidinger: Das Papier Heft 9, 1992, S. 527 ff). Dabei gelten für die Entfernung während der Vorhydrolyse etwa 70% der Xylose als typisch. Von den verbleibenden 30% werden während der Kochung 40 bis 50%>, d.h. absolut 12 bis 15% der Xylose, entfernt. Insgesamt werden demnach 82 bis 85% der vorliegenden Xylose aus dem Holz entfernt.Numerous processes for the chemical degradation and removal of xylose from wood have been developed in the prior art. A classic method for removing xylose uses acidic pre-hydrolysis, which in practice is carried out either with dilute sulfuric acid in a concentration of 0.1 to 0.5% and a temperature of 90 to 140 ° C or in pure water at a temperature from 165 to 175 ° C is carried out (H. Sixta, G. Schild and Th. Baidinger: Das Papier Heft 9, 1992, p. 527 ff). About 70% of the xylose is considered typical for the removal during the pre-hydrolysis. Of the remaining 30%, 40 to 50%, ie absolutely 12 to 15%, of the xylose are removed during the cooking. Accordingly, a total of 82 to 85% of the xylose present is removed from the wood.
Die Hydrolyse wird hierbei als Wasserhydrolyse, d.h. bei Flottenverhältnisse von 3 bis 4:1 durchgeführt. Die Aufheizzeit beträgt mindestens 60 Minuten, meist bis zu 90 Minuten. Das Hydrolysat wird üblicherweise gemeinsam mit der Kochlauge thermisch entsorgt. Um die hohen Energiekosten, die bei der Eindampfung der Vorhydrolysate anfallen, zu reduzieren, hat es nicht an Versuchen gefehlt, das Flottenverhältnis bis hin zur reinen Dampf- Vorhydrolyse (Flottenverhältnis 1 :1 bis 1 :5,1) zu reduzieren. Dieser technologisch sehr einfache Prozeß wirkt sich aber leider sehr negativ auf die Zellstoffqualität aus. Untersuchungen zeigten, dass eine Dampf-Vorhydrolyse als eindeutige Ursache für höhere Kappazahlen, schlechtere Bleichbarkeit, niedrigere Alkaliresistenz und Reaktivität von Zellstoffen gilt.The hydrolysis is called water hydrolysis, i.e. carried out at liquor ratios of 3 to 4: 1. The heating-up time is at least 60 minutes, usually up to 90 minutes. The hydrolyzate is usually disposed of thermally together with the cooking liquor. In order to reduce the high energy costs associated with the evaporation of the pre-hydrolysates, there has been no lack of attempts to reduce the liquor ratio down to pure steam pre-hydrolysis (liquor ratio 1: 1 to 1: 5.1). Unfortunately, this technologically very simple process has a very negative impact on the pulp quality. Studies have shown that steam pre-hydrolysis is the clear cause of higher kappa numbers, poorer bleachability, lower alkali resistance and reactivity of pulps.
Die Vorhydrolyse ist ferner durch das Auftreten schwer beherrschbarer Nebenreaktionen begrenzt. Die wichtigste Nebenreaktion, die Dehydratation der Pentosen zu Furfu- ral, ist Ausgangspunkt der unerwünschten inter- und intramolekularen Kondensationsreaktionen. Dabei entstehen harzartige Verbindungen, die mit Fortdauer der Reaktion aus der wäßrigen Phase ausscheiden und sich an allen vorhandenen Oberflächen ablagern können (Verldebungen und Verstopfungen im laufenden Betrieb).Prehydrolysis is also limited by the occurrence of side reactions that are difficult to control. The most important side reaction, the dehydration of the pentoses to furfural, is the starting point for the undesired inter- and intramolecular condensation reactions. Resin-like compounds are formed which, as the reaction continues, separate from the aqueous phase and can be deposited on all existing surfaces (obstruction and blockages during operation).
Entsprechend dem oben erwähnten Artikel von H. Sixta, G. Schild und Th. Baidinger und der dort geschilderten Vorhydrolyse bei Temperaturen von 164, 170, 178 und 185°C sind die maximal erreichbaren Xylosekonzentrationen nach 100 Minuten in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefaßt. Bei allen Reaktionstemperaturen - mit Ausnahme von 164°C - wird mehr Furfural als Xylose gebildet. Die Furfuralkonzentration erreicht dabei einen Sättigungswert von 20 bis 23 g/1. Reaktionsbedingungen, bei denen die unerwünschten Weiterreaktionen des Furfurals zu Kondensationsprodukten noch in einem für technische Prozesse vertretbaren Ausmaß beherrscht werden können, liegen bei den in Tabelle 2 dargestellten maximalen Vorhydrolysezeiten. Tabelle 1 Tabelle 2According to the article by H. Sixta, G. Schild and Th. Baidinger mentioned above and the pre-hydrolysis described there at temperatures of 164, 170, 178 and 185 ° C., the maximum achievable xylose concentrations after 100 minutes are summarized in Table 1 below. At all reaction temperatures - with the exception of 164 ° C - more furfural than xylose is formed. The furfural concentration reaches a saturation value of 20 to 23 g / 1. Reaction conditions in which the undesired further reactions of the furfural to condensation products can still be controlled to an extent that is acceptable for technical processes are at the maximum pre-hydrolysis times shown in Table 2. Table 1 Table 2
HydrolyseHydrolysedauer bis ι zum Errei- HydrolyseMaximal temperatur chen der höchsten Xylosekon- temperatur beherrschbare zentration von 1 14-I5g/1 HydrolysedauerHydrolysis hydrolysis time to reach hydrolysis maximum temperature of the highest xylose temperature controllable concentration of 1 14-I5g / 1 hydrolysis time
[°C] [min] [°C] [min][° C] [min] [° C] [min]
164 180 165 160164 180 165 160
170 140 171 90170 140 171 90
178 70 179 60178 70 179 60
185 20 186 30185 20 186 30
Der P-Faktor liegt für diese Temperaturen und Zeiten bei ca. 700+5. Das P-Faktor- Modell dient dazu, über das Zeit-Temperatur-Profil den Grad der Vorhydrolyse berechnen zu können. Temperatur und Zeit sind dabei in einer Variablen, dem P-Faktor, zusammengefaßt. Insofern ist der P-Faktor analog dem in der Dampf(steam)explosion von Holz eingeführten Severity-Faktor zu sehen. Bei diesem P-Faktor nimmt nach dem obigen Artikel von H. Sixta, G. Schild und Th. Baidinger die Viskosität um ca. 20% ab. Bei Einhalten des P-Faktors, d.h. der obigen Temperaturen und Zeiten, ist die Ausbeute an unerwünschten Nebenprodukten gering. Die Glucosekonzentration ist weitgehend unabhängig von der maximalen Reaktionstemperatur, und liegt bei ca. 2 g/1.The P factor for these temperatures and times is approx. 700 + 5. The P-factor model is used to calculate the degree of pre-hydrolysis using the time-temperature profile. Temperature and time are combined in one variable, the P-factor. In this respect, the P-factor can be seen analogously to the severity factor introduced in the steam explosion of wood. According to the above article by H. Sixta, G. Schild and Th. Baidinger, the viscosity decreases with this P-factor by approx. 20%. If the P factor is observed, i.e. In the above temperatures and times, the yield of undesirable by-products is low. The glucose concentration is largely independent of the maximum reaction temperature, and is approximately 2 g / 1.
Darüber hinaus zeigen die bekannten Quellen für Xylose eine Reihe an Nachteilen. Bekannte Xylosequellen sind beispielsweise die Kochflüssigkeiten der Mg- und Ca-Sulfit- Verfahren. Diese müssen jedoch zur Entfernung der Ligninsulfonate einem Ionenaustausch unterzogen werden, wobei weitere chromatographische Verfahren zur Abtrennung der Xylose von anderen Zuckerkomponenten, eventuell Kristallisationen, notwen- dig sind.In addition, the known sources for xylose show a number of disadvantages. Known sources of xylose are, for example, the cooking liquids of the Mg and Ca sulfite processes. However, these must be subjected to an ion exchange in order to remove the lignin sulfonates, further chromatographic methods for separating the xylose from other sugar components, possibly crystallizations, being necessary.
Bekanntermaßen werden Laubholzpapierzellstoffe einer Alkalibehandlung (8-12%o NaOH) bei 60 bis 80°C unterworfen, um das Xylan in die flüssige Phase zu überführen. Dieses Xylan muß dann noch einer Hydrolyse zu Xylose unterzogen werden. Aus einer Aufschlämmung nach Behandlung mit Xylanase resultiert ebenfalls Xylanhydrolysat, aus dem durch chromatographische Trennmethoden Xylose angereichert werden muß. Darüber hinaus führt das Sulfit- Verfahren („cooking liquor" bzw. „spent liquor") zunächst zu einer Auftrennung durch eine Ca-Salz-Chromatographie (Ionenaustauscher) in eine erste Ligninsulfonatfraktion und in eine zuckerreiche Fraktion. Es folgt dann eine zweite Auftrennung durch eine Na-Salz-Cl romatographie (Ionenaustauscher) in eine weitere Ligninsulfonatfraktion und in eine gereinigte zuckerreiche Fraktion.It is known that hardwood paper pulps are subjected to an alkali treatment (8-12% NaOH) at 60 to 80 ° C. in order to convert the xylan into the liquid phase. This xylan must then be subjected to hydrolysis to xylose. A slurry after treatment with xylanase also results in xylan hydrolyzate, from which xylose must be enriched by chromatographic separation methods. In addition, the sulfite process ("cooking liquor" or "spent liquor") initially leads to a separation by Ca salt chromatography (ion exchanger) into a first lignosulfonate fraction and into a sugar-rich fraction. This is followed by a second separation by Na salt chromatography (ion exchanger) into a further lignin sulfonate fraction and into a purified sugar-rich fraction.
Demzufolge besteht ein Bedarf nach einem einfachen, wirtschaftlichen Verfahren, die Hemicellulosen, insbesondere Xylose, unter Erhalt der Cellulose aus Holz abzutrennen.Accordingly, there is a need for a simple, economical process to separate the hemicelluloses, especially xylose, from wood while maintaining the cellulose.
Vor dem Hintergrund des oben geschilderten Standes der Technik lag der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abtrennen von Xylose bereitzustellen, das in einfacher und wirtschaftlicher Weise arbeitet, wobei möglichst wenig aufzuarbeitende Abfallprodukte anfallen. Ferner sollte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine hohe Celluloseausbeute erzielt werden.Against the background of the prior art described above, the object of the invention was therefore to provide a process for separating xylose which works in a simple and economical manner, with as little waste products as possible being processed. Furthermore, a high cellulose yield should be achieved with the method according to the invention.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Abtrennen von Xylose aus xylanreichen Lignocellulosen, insbesondere Holz, und zum Gewinnen von Zellstoff gekennzeichnet durch die Schritte: (1) Vorbehandeln von Hackschnitzeln durch mechanisches Zerstören der ursprünglichen Struktur,This object is achieved according to the invention by a method for separating xylose from xylan-rich lignocelluloses, in particular wood, and for obtaining pulp, characterized by the steps: (1) pretreating wood chips by mechanically destroying the original structure,
(2) Behandeln der erhaltenen Holzmasse mit verdünnter Mineralsäure,(2) treating the wood mass obtained with dilute mineral acid,
(3) Durchführen einer Vorhydrolyse der erhaltenen verfahrensmodifizierten Holzmasse unter Einwirken von Wasserdampf bei erhöhter Temperatur, um die enthaltenen Hemicellulosen zu hydrolysieren, und(3) performing a pre-hydrolysis of the process-modified wood mass obtained under the action of steam at elevated temperature in order to hydrolyze the hemicelluloses contained, and
(4) Entfernen der Hemicellulosen vom zurückbleibenden Zellstoff durch Waschen, Filtrieren und/oder Zentrifugieren unter Gewinnen einer Xylose- reichen wässerigen Lösung.(4) Remove the hemicelluloses from the remaining pulp by washing, filtering and / or centrifuging to obtain an xylose-rich aqueous solution.
Die Erfindung erlaubt die Lösung der oben geschilderten Aufgabe in vorteilhafter Weise. Sie trägt demnach zu einer erheblichen Verbesserung des Standes der Technik bei. Durch ein völlig anderes Vorgehen als in den konventionellen Holzaufschlußverfahren gelingt es, vielfältige Vorteile gegenüber dem Sulfit- oder dem Vorhydrolysesulfatver- fahren ins Feld zu führen. Dies ist in erster Linie auf maßgebliche Verbesserungen in der Behandlung der Hackschnitzel zurückzuführen. Diese gründen sich auf die Vermeidung der Nachteile, wie sie sich bei der klassischen Kochertechnologie ergeben, nämlich Befallen von Kochern mit den Hackschnitzeln, lange Aufheiz- und Kochzeiten, hohe Flottenverhältnisse und kaum lösbare Probleme hinsichtlich des Wärme- und Stoffaustausches infolge geringer Diffusionsgeschwindigkeiten und vernachlässigbarer thermodynamischer Potentialdifferenzen. Diese bedingen wiederum hohen Investitionsbedarf, d.h. große Anlagenteile infolge langer Verweilzeiten.The invention allows the above-described object to be achieved in an advantageous manner. It therefore contributes to a considerable improvement in the state of the art. A completely different procedure than in the conventional wood pulping process succeeds in achieving numerous advantages over sulfite or prehydrolysis sulfate processing. drive to lead into the field. This is primarily due to significant improvements in the treatment of wood chips. These are based on the avoidance of the disadvantages that arise with classic cooker technology, namely infestation of cookers with the chips, long heating and cooking times, high liquor ratios and hardly solvable problems with regard to heat and material exchange due to low diffusion speeds and negligible thermodynamic potential differences. These in turn necessitate high investment requirements, ie large parts of the plant due to long dwell times.
Die Vorhydrolyse wird demzufolge erfindungsgemäß nicht an den Hackschnitzeln selbst, sondern nach deren Vorbehandlung vorgenommen. Diese Vorbehandlung besteht darin, die Hackschnitzel zunächst in Verfahrensschritt (1) so weitgehend durch ein geeignetes Aggregat der mechanischen Verfahrenstechnik, wie eine Preßschnecke, Spindelpresse oder dergleichen, zu quetschen und zu zerscheren, dass deren ursprüngliche Struktur zerstört wird. Durch diese massive mechanische Beanspruchung wird nicht nur in den Hackschnitzeln gespeichertes Wasser entfernt. Außerdem wird die Luft aus den Kapillaren des Holzes entfernt. Zudem wird die Feuchte durch den Quetschvorgang deutlich, nämlich um bis zu etwa 50%, erniedrigt.According to the invention, the prehydrolysis is therefore not carried out on the chips themselves, but after their pretreatment. This pretreatment consists in first squeezing and shearing the wood chips in process step (1) by means of a suitable mechanical process engineering unit, such as a press screw, screw press or the like, so that their original structure is destroyed. This massive mechanical stress not only removes water stored in the wood chips. The air is also removed from the capillaries of the wood. In addition, the moisture is significantly reduced by the squeezing process, namely by up to about 50%.
Es sind beliebige zerkleinerte Pflanzenwachstumsmaterialien unterschiedlichster Art einsetzbar, wie Holz, Haferhülsen, Mais- oder Kornstengel, Bagasse, Weizenstroh, Reis, Stroh und Haferstroh. Bei Holz ist es üblich, Rundhölzer oder Schwachhölzer in zerkleinerter Form zu verwenden. Bei faserigen Rohstoffen, wie Einjahrespflanzen, sind durch Schneiden zerkleinerte Fasern geeignet. Bevorzugt wird zerkleinertes, insbeson- dere geschreddertes Holz eingesetzt, wobei die Verwendung von Laubholz, insbesondere Buchenholz oder Eukalyptus bevorzugt ist.Any comminuted plant growth materials of various types can be used, such as wood, oat husks, maize or grain stalks, bagasse, wheat straw, rice, straw and oat straw. In the case of wood, it is common to use logs or small pieces of wood in shredded form. For fibrous raw materials, such as annual plants, cut fibers are suitable. Shredded, in particular shredded, wood is preferably used, preference being given to the use of hardwood, in particular beech wood or eucalyptus.
Die mechanische Beanspruchung nach Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens befähigt die erhaltene Holzmasse, von Hackschnitzeln kann man eigentlich nach diesem Eingriff nicht mehr sprechen, sich spontan und in sehr kurzer Zeit mit jeglicher Art von angebotener Flüssigkeit vollzusaugen, um sich dem ursprünglichen Zustand wieder anzunähern. Diesen Umstand kann man sich nun zunutze machen, indem man die so vorbehandelten Hackschnitzel gemäß Schritt (2) des Verfahrens der Erfindung mit verdünnter Mineralsäure imprägniert. Die Mineralsäure kann hierbei jegliche bekannte Mineralsäure sein. Beispielhaft seien genannt: Schwefelsäure, Salzsäure und/oder Salpetersäure, wobei Schwefelsäure besonders bevorzugt ist. Vorteilhafterweise wird eine etwa 0,05 N bisThe mechanical stress after step (1) of the method according to the invention enables the wood mass obtained; wood chips can no longer be spoken after this intervention, soaking up spontaneously and in a very short time with any type of liquid offered, in order to approximate the original state again , This fact can now be exploited by impregnating the wood chips pretreated in this way in accordance with step (2) of the process of the invention with dilute mineral acid. The mineral acid can be any known mineral acid. Examples include: sulfuric acid, hydrochloric acid and / or nitric acid, with sulfuric acid being particularly preferred. Advantageously, about 0.05 N to
2,5 N, insbesondere etwa 0,1 N bis 1,5 N, verdünnte wäßrige Mineralsäure-Lösung eingesetzt.2.5 N, in particular about 0.1 N to 1.5 N, dilute aqueous mineral acid solution used.
Diese wird spontan und so weitgehend von der Holzmasse aufgesogen, dass deren Flüs- sigkeitsgehalt nach dem Aufsaugen vorzugsweise zwischen etwa 55 und 70% beträgt.This is soaked up spontaneously by the wood mass to such an extent that its liquid content after being vacuumed up is preferably between about 55 and 70%.
Die Gleichmäßigkeit der Verteilung über den gesamten Querschnitt der Holzmasse läßt sich dabei unschwer an der Verfärbung der Holzmasse von hell nach dunkel erkennen. Die Verteilung der Flüssigkeit ist in der Regel gleichmäßig, es sei denn die Hackschnitzel wurden nicht ausreichend gequetscht.The uniformity of the distribution over the entire cross-section of the wood mass can be easily recognized by the discoloration of the wood mass from light to dark. The distribution of the liquid is usually even, unless the wood chips have not been squeezed sufficiently.
Die so vorbehandelte Holzmasse läßt sich gemäß Schritt (3) in einem geeigneten Apparat, wie beispielsweise einem „inclined screw-reactor", Pandia-Reaktor oder dergleichen durch Behandeln mit Wasserdampf bei einer Temperatur von etwa 140 bis 180°C, insbesondere etwa 150 bis 180°C, während etwa 5 bis 40 Minuten, insbesondere etwa 5 bis 20 Minuten, bei vorzugsweise kontinuierlicher Betriebsweise behandeln, wobei ebenfalls kontinuierlich Vorhydrolysat entnommen werden kann. Die vorhydrolysierte Holzmasse fällt in weitgehend aufgefaserter Form sehr stark erweicht an.According to step (3), the wood mass pretreated in this way can be treated in a suitable apparatus, such as, for example, an "inclined screw reactor", Pandia reactor or the like, by treating with steam at a temperature of about 140 to 180 ° C., in particular about 150 to Treat for about 5 to 40 minutes, in particular about 5 to 20 minutes, preferably in a continuous mode of operation, with prehydrolyzate also being able to be taken off continuously.
Zweckmäßigerweise kann die nach Durchführen der Vorhydrolyse gemäß Schritt (3) erhaltene verfahrensmodifizierte Holzmasse in sehr einfacher Weise und ohne großenThe process-modified wood mass obtained after carrying out the pre-hydrolysis according to step (3) can expediently be obtained in a very simple manner and without a large amount
Aufwand vollständig aufgefasert werden. Dies gelingt beispielsweise durch einen Refi- ner, eine Zahnscheibenmühle, eine starke Scherung in einem engen Rohr infolge des Dampfdruckabbaues von den genannten Temperaturen auf Normaldruck und dergleichen. Die Trennung von Faserstoff und Dampf erfolgt dabei vorzugsweise in einem Zyklon.Effort to be fully unraveled. This is achieved, for example, by means of a refiner, a toothed disk mill, strong shear in a narrow tube as a result of the reduction in steam pressure from the temperatures mentioned to normal pressure and the like. The separation of pulp and steam is preferably carried out in a cyclone.
Die noch an den Fasern haftenden, zu Zuckern abgebauten Hemicellulosen können dann in Schritt (4) in einem Wasch- bzw. Filtrationsschritt quantitativ abgetrennt werden. Zur Wäsche wird vorzugsweise eine Waschzentrifuge, eine Doppelwaschpresse, eine Siebbandpresse oder ganz allgemein ein mehrstufiges Waschaggregat eingesetzt.The hemicelluloses still adhering to the fibers and broken down into sugars can then be separated quantitatively in step (4) in a washing or filtration step. to Laundry is preferably a washing centrifuge, a double washing press, a belt press or, in general, a multi-stage washing unit.
Besonders effektiv erweist sich das Verfahren für Hölzer mit einem hohen Xylananteil, wie z.B. Eukalyptuszellstoff. Vorteilhafterweise können demzufolge etwa 10 bis 25%- ige, insbesondere etwa 15 bis 20%ige, wässerige Xyloselösungen erhalten werden. In diesen kann durch weitere Aufkonzentration eine supergesättigte Lösung erhalten werden, aus der die Xylose auskristallisiert werden kann. Erfahrungsgemäß sind jedoch bereits 25%ige Xylose-Lösungen wirtschaftlich für die weitere Verarbeitung interes- sant.The process is particularly effective for woods with a high xylan content, e.g. Eucalyptus pulp. Accordingly, about 10 to 25%, in particular about 15 to 20%, aqueous xylose solutions can advantageously be obtained. In these, a super-saturated solution can be obtained by further concentration, from which the xylose can be crystallized. Experience has shown, however, that 25% xylose solutions are economically interesting for further processing.
Demzufolge lassen sich mit der Kombination der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte hohe α-Cellulosegehalte bei sehr niedrigen Xyloseanteilen, also hochreine Chemiezellstoffqualitäten, erzielen, wobei gleichzeitig eine nahezu quantitative Abtrennung der wertvollen Xylose möglich ist.Accordingly, the combination of the process steps according to the invention makes it possible to achieve high α-cellulose contents with very low xylose fractions, that is to say high-purity chemical pulp grades, and at the same time an almost quantitative separation of the valuable xylose is possible.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind eine kürzere Auflieiz- und Reaktionszeit in der Vorhydrolyse und ein geringes Flottenverhältnis von Wasser/Hackschnitzeln in der ersten Verfahrensstufe. Ferner kommt Wasserdampf zum Ein- satz, was den Vorteil hat, dass die abgebauten Hemicellulosen in hoher konzentrierterFurther advantages of the process according to the invention are a shorter Auflieiz- and reaction time in the pre-hydrolysis and a low liquor ratio of water / chips in the first stage of the process. Water vapor is also used, which has the advantage that the degraded hemicelluloses are more concentrated
Form anfallen, als wenn man eine Wasservorhydrolyse durchführen würde. Denn im wesentlichen fällt als Vorhydrolysat das Dampfkondensat ab.Form as if you were to perform a water pre-hydrolysis. Because essentially the steam condensate falls off as the pre-hydrolyzate.
Eine Vorhydrolyse der Hackschnitzel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bedeutet ferner eine beträchtliche Zeit- und Kostenersparnis gegenüber herkömmlichen Verfahren. Zudem enthält das Hydrolysat die Zucker in hoher Konzentration von etwa 12 bis 14%o, was für eine Weiterverarbeitung oder, wenn gewünscht, eine Aufkonzentration ebenfalls eine günstige Basis darstellt. Die Holzstoffe enthalten beispielsweise nach einer Gegenstromwäsche nur noch etwa 10% oder weniger der ursprünglich vorhande- nen Hemicellulosen - je nach Intensität der Imprägnierung und der Vorhydrolysebedin- gungen. Demnach kann eine nahezu vollständige Entfernung der Hemicelulosen aus dem Holz erreicht werden, wobei keine unerwünschte Vermischung von Lignin und Kohlenhydraten auftritt. Vielmehr wird eine klare Trennung der wesentlichen Holzbestandteile in reiner Form voneinander erhalten, d.h. eine effektive Abtrennung aller löslichen Kohlenhydrate wird in einem Trennschritt erzielt, wobei zudem geringe Celluloseverluste auftreten.A pre-hydrolysis of the wood chips according to the method according to the invention also means a considerable saving of time and costs compared to conventional methods. In addition, the hydrolyzate contains the sugar in a high concentration of about 12 to 14%, which is also a favorable basis for further processing or, if desired, a concentration. After a countercurrent wash, for example, the wood pulps only contain about 10% or less of the original hemicelluloses - depending on the intensity of the impregnation and the pre-hydrolysis conditions. Accordingly, the hemiceluloses can be almost completely removed from the wood, with no undesirable mixing of lignin and carbohydrates. Rather, a clear separation of the essential wood components in pure form is obtained from one another, ie an effective separation of all soluble carbohydrates is achieved in one separation step, with low cellulose losses also occurring.
Eine kontinuierliche Betriebsweise ist erfindungsgemäß ebenfalls möglich. Entsorgungsprobleme im Hinblick auf Abwasserentsorgung, Verbrennung und dergleichen entfallen. Darüber hinaus können zusätzliche Prozeßschritte zur Aufarbeitung der Hemicellulosen für deren Entsorgung entfallen. Weitere Kosten für die Entsorgung von Abfallprodukten können ebenfalls vermieden werden.Continuous operation is also possible according to the invention. Disposal problems with regard to wastewater disposal, incineration and the like are eliminated. In addition, additional process steps for processing the hemicelluloses for their disposal can be omitted. Additional costs for the disposal of waste products can also be avoided.
Zudem werden wertvolle Produkte in Form der Hemicellulosen, insbesondere des Xy- lans, erhalten, die, wenn gewünscht, entsprechend weiterveredelt werden können. EineIn addition, valuable products in the form of hemicelluloses, in particular xylan, are obtained, which, if desired, can be refined accordingly. A
Vermarlctung der Xylose zur weiteren Verarbeitung zu Xylit (Xylitol) ist außerdem von großer Bedeutung. Dies trägt erheblich zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens der Erfindung bei. Erfindungsgemäß wird ein fremdstofffreies Vorhydroly- sat erhalten, wobei hohe Xylosekonzentrationen im Vorhydrolysat erzielt werden. Eine aufwendige Xyloseanreicherung ist in der Regel nicht notwendig und auch eine Entfärbung der erhaltenen Xylose kann entfallen. Eine im Stand der Technik regelmäßig notwendige Abtrennung von Lignosulfonaten kann ebenfalls unterbleiben.Marking the xylose for further processing to xylitol (xylitol) is also of great importance. This contributes significantly to improving the economy of the method of the invention. According to the invention, a prehydrolysate free of foreign substances is obtained, high xylose concentrations being achieved in the prehydrolysate. Complex xylose enrichment is generally not necessary and the xylose obtained can also be decolorized. A separation of lignosulfonates that is regularly necessary in the prior art can also be omitted.
Ferner wird durch das erfindungsgemäße Verfahrten die Furfural-Bildung weitestge- hend vermieden, so dass keine diesbezüglichen Ausbeuteverluste auftreten. Stattdessen werden die gewünscht hohen Ausbeuten an zu Zuckern abgebauten Hemicellulosen sowie an α-Cellulose erhalten.Furthermore, furfural formation is largely avoided by the method according to the invention, so that there is no loss of yield in this regard. Instead, the desired high yields of hemicelluloses broken down into sugars and of α-cellulose are obtained.
Die Erfindung soll durch die nachfolgenden Beispiele weiter erläutert werden. BeispieleThe invention is illustrated by the following examples. Examples
Einige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen anhand der beige- fügten Figuren 1 und 2 im Einzelnen veranschaulicht werden.Some embodiments of the method according to the invention are to be illustrated in detail with the aid of the attached FIGS. 1 and 2.
Wie in Figur 1 gezeigt werden zunächst gleichmäßig zerkleinerte und von Schmutz befreite Industriehackschnitzel (1) über den MSD (2) gefahren, wobei sowohl die Holzstruktur weitgehend zerstört wie auch die natürliche Feuchte beträchtlich (von ca. 50%> auf ca. 20-25%o) vermindert wird. Unter MSD versteht man eine Schneckenpresse mit dem Charakteristikum, daß sich die Welle der Schnecke mit zunehmender Entfernung von der Einspeisestelle der Hackschnitzel verdichtet. Dadurch steht den Hackschnitzeln weniger freier Raum zur Verfügung. Die Schnecke dreht sich langsam, wobei die Hackschnitzel in einem perforierten Stahlblech gefördert werden. Das durch das Quet- sehen/Pressen der Hackschnitzel austretende Wasser kann durch das perforierte Stahlblech abgeführt werden.As shown in Figure 1, evenly shredded and dirt-free industrial wood chips (1) are first moved over the MSD (2), whereby both the wood structure is largely destroyed and the natural moisture considerably (from approx. 50%> to approx. 20-25 % o) is reduced. MSD is a screw press with the characteristic that the shaft of the screw compresses with increasing distance from the feed point of the wood chips. This means that the wood chips have less free space. The worm rotates slowly, with the wood chips being conveyed in a perforated steel sheet. The water escaping from squeezing / pressing the wood chips can be drained through the perforated steel sheet.
Durch die oben dargelegte Behandlung sind die Hackschnitzel aufnahmefähig für die verdünnte Säure (3), welche, angedeutet durch den Pfeil, zugegeben wird und in der Vorhydrolyse zum Abbau der im Holz enthaltenen Hemicellulosen erforderlich ist. Im vorliegenden Fall wurde eine Buchenholzprobe mit einer 0,6%-igen Schwefelsäure imprägniert und anschließend bei 160°C während 20 Minuten hydrolysiert.As a result of the treatment set out above, the wood chips are receptive to the dilute acid (3), which, indicated by the arrow, is added and is required in the pre-hydrolysis to break down the hemicelluloses contained in the wood. In the present case, a beech wood sample was impregnated with a 0.6% sulfuric acid and then hydrolyzed at 160 ° C. for 20 minutes.
Mittels eines perforierten Transportbandes oder einer perforierten Rinne mit archimedi- scher Schraube können die mit Säure imprägnierten Hackschnitzel zum Aufgabetrichter des Digesters befördert werden (4).Using a perforated conveyor belt or a perforated trough with an Archimedean screw, the wood chips impregnated with acid can be conveyed to the feed hopper of the digester (4).
Dort werden sie kontinuierlich über eine Feederschnecke und eine Kugelhahnschleuse in den unter Dampfdruck stehenden Druckbereich des Digesters (5) eingebracht. Durch die offensichtlich sehr gleichmäßige Verteilung der Säure kann die Hydrolyse derThere they are continuously introduced into the pressure range of the digester (5), which is under steam pressure, via a feed screw and a ball valve lock. Due to the obviously very uniform distribution of the acid, the hydrolysis of the
Hackschnitzel vollständig in nur zwanzig Minuten mit Dampf durchgeführt werden. Dabei werden die Hackschnitzel durch die im Digester eingebaute Transportschnecke gefördert und mit kontinuierlichem Austrag über ein Blasventil mit Anschluß an einen Zyklon entleert. Alternativ kann auch ein Refiner oder ein Deknotter vorgesehen werden, um zwar gut aufgeschlossene, aber noch die Hackschnitzelstruktur aufweisende Teile aufzufasern. Unter einem Deknotter versteht man eine Maschine zum Zerkleinern von nicht-aufgefaserten, dampfbehandelten Hackschnitzeln. Kontinuierlich muß auch das die in Form von Monozuckern vorliegenden, abgebauten Hemicellulosen enthaltende Hydrolysat am unteren Ende des Digesters abgezogen werden. Dabei bietet sich für eine Produktionsanlage die Möglichkeit einer ebenfalls kontinuierlichen Überwachung der Hydrolysatzusammensetzung an. Dieses Meßsignal kann zur statistischen Prozeßsteuerung herangezogen werden.Wood chips can be done completely in just twenty minutes with steam. The wood chips are conveyed through the transport screw built into the digester and are continuously discharged via a blow valve connected to one Cyclone emptied. Alternatively, a refiner or a decnotter can also be provided in order to fiber up well-digested parts but still have the wood chip structure. A decnotter is a machine for shredding non-fibrillated, steam-treated wood chips. The hydrolyzate containing the degraded hemicelluloses in the form of monosugars must also be continuously withdrawn at the lower end of the digest. The possibility of continuously monitoring the hydrolyzate composition also lends itself to a production plant. This measurement signal can be used for statistical process control.
Eine gute Auffaserung, beispielsweise in einem Refiner (6), der vorhydrolysierten Hackschnitzel ist für den nachfolgenden Waschschritt (7) von Vorteil, in dem die noch an den Fasern haftenden Zucker quantitativ abgetrennt werden. Vorteilhaft ist hierbei eine mehrstufige Gegenstromwäsche. Eine Abtrennung kann auch durch Zentrifugation erfolgen, die zur quantitativen Entfernung der löslichen Zucker vom vorhydrolysierten Holz ausreichen kann, eventuell in Kombination mit ein oder zwei Waschstufen in der Zentrifuge.Good fibering, for example in a refiner (6), of the prehydrolysed wood chips is advantageous for the subsequent washing step (7), in which the sugars still adhering to the fibers are separated off quantitatively. A multi-stage countercurrent wash is advantageous here. A separation can also be carried out by centrifugation, which can be sufficient for the quantitative removal of the soluble sugars from the prehydrolyzed wood, possibly in combination with one or two washing stages in the centrifuge.
In Figur 2 ist der Einfluß der Schwefelsäurekonzentration auf den Xylosegehalt bei ei- nem Buchenholz aufgetragen. Insbesondere zeigt Figur 2, dass der in Figur 1 erläuterte Vorhydrolyseschritt mit MSD/Imprägnierung und Digester zum einen reproduzierbar ist und ferner ein linearer Zusammenhang zwischen der Schwefelsäurekonzentration im Imprägnierbad und dem Xylosegehalt im Faserstoff nach der Wäsche besteht, was zu einer entsprechenden Optimierung herangezogen werden kann.The influence of the sulfuric acid concentration on the xylose content in a beechwood is plotted in FIG. In particular, FIG. 2 shows that the pre-hydrolysis step with MSD / impregnation and digester explained in FIG. 1 is reproducible on the one hand and that there is also a linear relationship between the sulfuric acid concentration in the impregnation bath and the xylose content in the fiber after washing, which can be used for a corresponding optimization ,
Eine Analyse der Celluloseausbeute bei einem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Buchenholz und anschließender 5 -stufiger Wäsche führte zu folgenden Ergebnissen: Tabelle 3:An analysis of the cellulose yield in a beech wood treated with the method according to the invention and subsequent 5-stage washing led to the following results: Table 3:
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
Die Celluloseverluste - gemessen als Glucose - sind wahrscheinlich noch geringer, denn als Glucosequelle in der Vorhydrolyse kommt auch Glucomannan in Betracht, das sicherlich leichter abgebaut wird als die Celluloseketten selbst. Demnach liegt die Ausbeute wesentlich höher als bei Verfahren aus dem Stand der Technik, in denen die basische Komponente Natronlauge darstellt.The cellulose losses - measured as glucose - are probably even lower, because glucomannan can also be used as a glucose source in the pre-hydrolysis, which is certainly more easily broken down than the cellulose chains themselves. Accordingly, the yield is much higher than in the case of processes from the prior art which the basic component is sodium hydroxide solution.
Ferner wurde der Xylosegehalt bei 12,3 kg eines eingesetzten Buchenholzes bestimmt. Die vollständige Zusammensetzung des Buchenholzes ergibt sich aus den zusätzlichen Angaben in "Das Papier" 53(2), (1999) 101 :The xylose content of 12.3 kg of beech wood used was also determined. The complete composition of the beech wood results from the additional information in "Das Papier" 53 (2), (1999) 101:
Tabelle 4:Table 4:
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000012_0002
ie erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 5 zusammengefaßt: Tabelle 5:The results obtained are summarized in Table 5 below: Table 5:
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001
*) 12,3 kg Buchenholz x 0,28; unter Einbeziehung der Glucuronsäure*) 12.3 kg beech wood x 0.28; including glucuronic acid
Man kann daher von einer befriedigenden Übereinstimmung (ca. 3,5% Abweichung) beim Vergleich zwischen dem berechneten Xylosegehalt der Buche einerseits und der Summe der Xylosegehalte im Faserstoff und in Kondensat sowie Waschwässern spre- chen. Bei Einsatz einer 0,6%-igen Schwefelsäure in der Imprägnierung liegt nach der Wäsche noch ein Restgehalt an Xylose von etwa 5% vor. Damit konnten 78% der im Buchenholz enthaltenen Xylose gewomien werden. Der Anteil an Xylose in den gelösten Kohlenhydraten beträgt zwischen 68 und 75% je nach Versuchsbedingungen.One can therefore speak of a satisfactory agreement (approx. 3.5% deviation) when comparing the calculated xylose content of the beech on the one hand and the sum of the xylose contents in the fibrous material and in condensate and wash water. When using a 0.6% sulfuric acid in the impregnation, there is still a residual xylose content of about 5% after washing. This allowed 78% of the xylose contained in beech wood to be grown. The proportion of xylose in the dissolved carbohydrates is between 68 and 75% depending on the test conditions.
Dieses Ergebnis stellt eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar.This result represents a significant improvement over the prior art.
H Φ H Φ

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Abtrennen von Xylose aus xylanreichen Lignocellulosen, insbesondere Holz, und zum Gewinnen von Zellstoff gekennzeichnet durch die Schritte:1. A method for separating xylose from xylan-rich lignocelluloses, in particular wood, and for obtaining pulp, characterized by the steps:
(1) Vorbehandeln von Hackschnitzeln durch mechanisches Zerstören der ursprünglichen Struktur,(1) pretreating wood chips by mechanically destroying the original structure,
(2) Imprägnieren der erhaltenen Holzmasse mit verdünnter Mineralsäure, (3) Durchführen einer Vorhydrolyse der erhaltenen verfahrensmodifizierten(2) impregnating the wood mass obtained with dilute mineral acid, (3) performing a pre-hydrolysis of the process-modified obtained
Holzmasse unter Einwirken von Wasserdampf bei erhöhter Temperatur, um die enthaltenen Hemicellulosen zu hydrolysieren, und (4) Entfernen der Hemicellulosen vom zurückbleibenden Zellstoff durch Waschen, Filtrieren und/oder Zentrifugieren unter Gewinnen einer Xylose- reichen wässerigen Lösung.Wood mass under the action of steam at elevated temperature to hydrolyze the hemicelluloses contained, and (4) removing the hemicelluloses from the remaining pulp by washing, filtering and / or centrifuging to obtain a xylose-rich aqueous solution.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Holz für die Hackschnitzel Laubholz, insbesondere Buchenholz oder Eukalyptus, eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that hardwood, in particular beech wood or eucalyptus, is used as wood for the wood chips.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Zerstören nach Schritt (1) unter Quetschen und/oder Zerscheren der Hackschnitzel durchgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the mechanical destruction after step (1) is carried out with crushing and / or shearing the chips.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekemizeichnet, dass zum mechanischen Zerstören nach Schritt (1) eine Preßschnecke oder eine Spindelpresse eingesetzt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that a mechanical screw or a screw press is used for mechanical destruction after step (1).
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekemizeichnet, dass als Mineralsäure in Schritt (2) Schwefelsäure, Salzsäure und/oder Salpetersäure eingesetzt wird.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that sulfuric acid, hydrochloric acid and / or nitric acid is used as the mineral acid in step (2).
6. Verfaliren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine etwa 0,05 N bis 2,5 N, insbesondere etwa 0,1 N bis 1,5 N verdünnte wässerige Mineralsäure-Lösung eingesetzt wird. 6. Verfaliren according to claim 5, characterized in that an approximately 0.05 N to 2.5 N, in particular approximately 0.1 N to 1.5 N diluted aqueous mineral acid solution is used.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandeln mit Wasserdampf in Schritt (3) bei einer Temperatur von etwa 140 bis 180°C, insbesondere etwa 150 bis 180°C, während etwa 5 bis 40 Minuten, ins- besondere etwa 5 bis 20 Minuten, durchgeführt wird.7. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the treatment with steam in step (3) at a temperature of about 140 to 180 ° C, in particular about 150 to 180 ° C, for about 5 to 40 minutes , in particular about 5 to 20 minutes.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrensmodifizierte Holzmasse nach Schritt (3) weiter aufgefasert wird.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process-modified wood mass is further fiberized after step (3).
9. Verfaliren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffasern mit einem Refiner, einer Zahnscheibenmühle oder über eine Dampfblasleitung durchgeführt wird.9. Verfaliren according to claim 8, characterized in that the unraveling is carried out with a refiner, a toothed disk mill or via a steam blow line.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (4) mit heißem Wasser oder Ammoniakwasser gewaschen wird.10. The method according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that in step (4) is washed with hot water or ammonia water.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wäsche als ein- oder mehrstufige Gegenstromwäsche durchgeführt wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the laundry is carried out as a single or multi-stage countercurrent wash.
* * * * * *
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007090925A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Metso Paper, Inc. Method for recovering hydrolysis products
WO2007090926A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Metso Paper, Inc. Method for recovering hydrolysis products
WO2008048426A2 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 International Paper Company Modified kraft fibers
US7771565B2 (en) * 2006-02-21 2010-08-10 Packaging Corporation Of America Method of pre-treating woodchips prior to mechanical pulping
US8182650B2 (en) 2005-05-24 2012-05-22 International Paper Company Modified Kraft fibers
WO2012097781A1 (en) * 2010-11-25 2012-07-26 Studiengesellschaft Kohle Mbh Method for the acid-catalyzed depolymerization of cellulose
US8317975B2 (en) 2004-04-20 2012-11-27 The Research Foundation Of The State University Of New York Product and processes from an integrated forest biorefinery
DE102014102972A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Studiengesellschaft Kohle Mbh Process for the digestion of lignocellulosic biomass
CN109748895A (en) * 2019-03-27 2019-05-14 广州楹鼎生物科技有限公司 A kind of preparation method of furfural

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008131229A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-30 Mascoma Corporation Combined thermochemical pretreatment and refining of lignocellulosic biomass
WO2008137639A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-13 Mascoma Corporation Two-stage method for pretreatment of lignocellulosic biomass
US20080277082A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Andritz Inc. High pressure compressor and steam explosion pulping method
EP3778717A1 (en) * 2008-07-16 2021-02-17 Renmatix Inc. Nano-catalytic-solvo-thermal technology platform bio-refineries
US8546560B2 (en) * 2008-07-16 2013-10-01 Renmatix, Inc. Solvo-thermal hydrolysis of cellulose
CN105525043B (en) 2010-01-19 2021-03-19 瑞恩麦特克斯股份有限公司 Production of fermentable sugars and lignin from biomass using supercritical fluids
AT509899A2 (en) 2010-06-02 2011-12-15 Chemiefaser Lenzing Ag METHOD FOR IMPROVED PROCESSABILITY OF HYDROTHERMOLYZES OF LIGNOCELLULOSIC MATERIAL
US8895265B2 (en) 2011-05-04 2014-11-25 Renmatix, Inc. Multistage fractionation process for recalcitrant C5 oligosaccharides
US8801859B2 (en) 2011-05-04 2014-08-12 Renmatix, Inc. Self-cleaning apparatus and method for thick slurry pressure control
RU2602068C2 (en) 2011-05-04 2016-11-10 Ренмэтикс, Инк. Producing lignin from lignocellulose biomass
MY161127A (en) 2011-05-04 2017-04-14 Renmatix Inc Enhanced soluble c5 saccharide yields
US8759498B2 (en) 2011-12-30 2014-06-24 Renmatix, Inc. Compositions comprising lignin
CN102617284B (en) * 2012-03-08 2014-09-17 山东太阳纸业股份有限公司 Method for producing xylitol by using eucalypt chip hydrolysis fluid and hydrolyzing tower
CN105745377B (en) 2014-06-27 2019-07-30 因温特国际有限公司 The method for producing high alpha-cellulose paper pulp
CA2962611A1 (en) 2014-09-26 2016-03-31 Renmatix, Inc. Adhesive compositions comprising type-ii cellulose
MA40922A (en) * 2015-01-07 2017-09-12 Purdue Research Foundation METHODS FOR REDUCING THE INHIBITOR EFFECTS OF LIGNIN AND SOLUBLE PHENOLIC COMPOUNDS FOR THE ENZYMATIC CONVERSION OF CELLULOSE
CN108883400B (en) 2016-02-19 2021-09-17 洲际大品牌有限责任公司 Method for forming a multi-value stream from a biomass source
RU2643724C1 (en) * 2017-04-06 2018-02-05 Общество с ограниченной ответственностью "Петровский фарватер" Method for processing vegetable raw material for preparation of xylose-containing hydrolysates, for producing xylitol
SE1950402A1 (en) * 2019-04-01 2020-10-02 Valmet Oy Method for extracting hemicellulose from lignocellulosic material

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4427584A (en) * 1981-08-24 1984-01-24 University Of Florida Conversion of cellulosic fibers to mono-sugars and lignin
WO1994023071A1 (en) * 1993-03-26 1994-10-13 Arkenol, Inc. Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials
WO1996040970A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Arkenol, Inc. Method of strong acid hydrolysis
WO2002070753A2 (en) * 2001-02-28 2002-09-12 Iogen Energy Corporation Method of processing lignocellulosic feedstock for enhanced xylose and ethanol production
WO2003010339A1 (en) * 2001-07-24 2003-02-06 Arkenol, Inc. Separation of xylose and glucose

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE113466C (en) *
US3212932A (en) * 1963-04-12 1965-10-19 Georgia Pacific Corp Selective hydrolysis of lignocellulose materials
US3479248A (en) * 1965-07-30 1969-11-18 Ledoga Spa Process for solubilizing the hemicellulose of vegetable materials and for recovering the sugars from the solubilized hemicellulose
JPS4943481B1 (en) * 1971-06-14 1974-11-21
FI810523L (en) * 1980-02-23 1981-08-24 Franz Johann Reitter REQUIREMENTS FOR CONTAINING CONTAINER HYDROLYS AV CELLULOSAHALTIG VAEXT-BIOSUBSTANS FOER UTVINNING AV SOCKER
US5340403A (en) * 1986-10-20 1994-08-23 Zeneca Limited Process for the production of xylose
DE19916347C1 (en) * 1999-04-12 2000-11-09 Rhodia Acetow Ag Process for separating biomass containing lignocellulose

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4427584A (en) * 1981-08-24 1984-01-24 University Of Florida Conversion of cellulosic fibers to mono-sugars and lignin
WO1994023071A1 (en) * 1993-03-26 1994-10-13 Arkenol, Inc. Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials
WO1996040970A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Arkenol, Inc. Method of strong acid hydrolysis
WO2002070753A2 (en) * 2001-02-28 2002-09-12 Iogen Energy Corporation Method of processing lignocellulosic feedstock for enhanced xylose and ethanol production
WO2003010339A1 (en) * 2001-07-24 2003-02-06 Arkenol, Inc. Separation of xylose and glucose

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8317975B2 (en) 2004-04-20 2012-11-27 The Research Foundation Of The State University Of New York Product and processes from an integrated forest biorefinery
US9945073B2 (en) 2004-04-20 2018-04-17 The Research Foundation For The State University Of New York Methods of producing a paper product
US9683329B2 (en) 2004-04-20 2017-06-20 The Research Foundation For The State University Of New York Methods of producing a paper product
US9273431B2 (en) 2004-04-20 2016-03-01 The Research Foundation For The State University Of New York Product and processes from an integrated forest biorefinery
US8940133B2 (en) 2004-04-20 2015-01-27 The Research Foundation For The State University Of New York Product and processes from an integrated forest biorefinery
US8668806B2 (en) 2004-04-20 2014-03-11 The Research Foundation Of The State University Of New York Product and processes from an integrated forest biorefinery
US8328983B2 (en) 2005-05-24 2012-12-11 International Paper Company Modified kraft fibers
US8182650B2 (en) 2005-05-24 2012-05-22 International Paper Company Modified Kraft fibers
WO2007090926A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Metso Paper, Inc. Method for recovering hydrolysis products
US8262854B2 (en) 2006-02-10 2012-09-11 Metso Paper, Inc. Method for recovering hydrolysis products
WO2007090925A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Metso Paper, Inc. Method for recovering hydrolysis products
US7943008B2 (en) 2006-02-21 2011-05-17 Packaging Corporation Of America Method of pre-treating woodchips prior to mechanical pulping
US7771565B2 (en) * 2006-02-21 2010-08-10 Packaging Corporation Of America Method of pre-treating woodchips prior to mechanical pulping
WO2008048426A3 (en) * 2006-10-18 2009-02-19 Int Paper Co Modified kraft fibers
WO2008048426A2 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 International Paper Company Modified kraft fibers
EA023989B1 (en) * 2010-11-25 2016-08-31 Штудиенгезельшафт Коле Мбх Method for the acid-catalyzed depolymerization of cellulose
WO2012097781A1 (en) * 2010-11-25 2012-07-26 Studiengesellschaft Kohle Mbh Method for the acid-catalyzed depolymerization of cellulose
DE102014102972A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Studiengesellschaft Kohle Mbh Process for the digestion of lignocellulosic biomass
WO2014139515A2 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Studiengesellschaft Kohle Mbh Method for breaking down lignocellulosic biomass
WO2014139515A3 (en) * 2013-03-12 2014-11-13 Studiengesellschaft Kohle Mbh Method for breaking down lignocellulosic biomass
EA030066B1 (en) * 2013-03-12 2018-06-29 Штудиенгезельшафт Коле Мбх Method for breaking down lignocellulosic biomass
CN109748895A (en) * 2019-03-27 2019-05-14 广州楹鼎生物科技有限公司 A kind of preparation method of furfural
CN109748895B (en) * 2019-03-27 2023-01-13 广州楹鼎生物科技有限公司 Preparation method of furfural

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